题目
甲烷(CH4)气体难溶于水,不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物)、澄清石灰水等起反应。甲烷具有还原性,在加热条件下与氧化铜发生反应,生成铜、水和二氧化碳。 某化学小组为验证甲烷的组成,设计了如下图所示实验。 该实验装置气密性良好,实验中所用试剂均足量。 已知装置 B、C、D、E中分别盛有浓硫酸、白色无水CuSO4固体、碱石灰、澄清石灰水,而且已知白色无水CuSO4固体遇水会变蓝色。 (1)实验步骤: I.通人甲烷气体。 Ⅱ.点燃酒精灯加热,反应一段时间后,停止加热。 Ⅲ.继续通甲烷至玻璃管冷却。 (2)有关现象: ①A中黑色固体变红色;②C中未见变蓝色;③E中未见出现浑浊。 (3)有关数据: A中玻璃管及物质总质量/g B装置及物质总质量/g D装置及物质总质量/g 反应前 108.0 212.0 131.0 反应后 106.4 212.9 132.1 请回答下列问题: (1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷,则发生装置类型与 相同。 A.用石灰石与稀盐酸制二氧化碳 B.用过氧化氢制氧气 C.用高锰酸钾制氧气 (2)甲烷还原氧化铜的化学方程式为 。 (3)实验过程中通入甲烷的作用各不相同。步骤 I 是 ; 步骤Ⅱ 是还原氧化铜;步骤Ⅲ是 。 (4)请根据该实验数据列计算式,证明甲烷中不含氧元素。相关计算式为 。
答案:(1) C (2) CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2 (3)排尽除去装置中的空气;将生成的气体全部排出,减小实验误差。 (4)108.0g-106.4g=(212.9g-212.0g)16/18 + (131.1g-131.0g)32/44